【正文】 guidata(hObject, handles)。String39。,N1)。 20set(,39。String39。 N1= num2str(N)。M1= num2str(M)。erms=sqrt(sum(e(:).^2)/(m*n))c = num2str(erms)。%計(jì)算均方根誤差 ermse=double(I1)double(I2)。%對(duì)截取后的變換系數(shù)進(jìn)行 DCT 逆變換axes()。,T39。%重新排列系數(shù)矩陣I2=blkproc(b2,[8 8],39。distinct39。for i=1:n coe(ind(1:snum),i)=0。%根據(jù)壓縮比確定要變 0 的系數(shù)個(gè)數(shù)%舍去不重要的系數(shù)cr=。[y,ind]=sort(coevar)。)。%將圖像分割為 8*8 的子圖像進(jìn)行 DCTcoevar=im2col(dctcoe,[8 8],39。,T,T39。%產(chǎn)生 8*8 的 DCT 矩陣dctcoe=blkproc(I1,[8 8],39。I1=double(I)/255。同 時(shí) ， 我 也 要 感謝那些跟我一起走過風(fēng)雨的同學(xué)們，因?yàn)橛心銈兊南喟椋也庞卸嗖实拇髮W(xué)生活。 這 次 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 是 理論 與 實(shí) 踐 并 行 的 ， 在 黃 劍 航 老 師 悉 心 指 導(dǎo) 之 下 讓我深深體會(huì)到把書本上的理論應(yīng)用到實(shí)踐中去的重要性。致 謝：非 常 感 謝 黃 劍 航 老 師 對(duì) 我 的 悉 心 指 導(dǎo) ， 使 我 能 夠 順 利 地 完 成 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 。為了更好地研究和實(shí)現(xiàn)各種壓縮方法并將這些方法用于教學(xué)，又設(shè)計(jì)了一個(gè) GUI 界面，將全部的壓縮編碼的方法結(jié)合在一起。而運(yùn)用某種變換去掉數(shù)字圖像在空間和時(shí)間上的相關(guān)性對(duì)信源進(jìn)行有損壓縮編碼。為了方便對(duì)各種壓縮方法的進(jìn)行研究、實(shí)現(xiàn)和比較，根據(jù)圖像的信息在編碼中是否有損失將數(shù)字圖像18編碼分為有損壓縮和無損壓縮。⑤ 運(yùn)行以編寫好代碼的 GUI 界面，選擇【Open】下大小為 像素、灰度級(jí)為 256 的256?coin 圖像和【Operations】的【huffman】選項(xiàng)，進(jìn)行 huffman 編碼可得如 26 圖結(jié)果：圖 26 實(shí)現(xiàn) huffman 編碼功能圖按照以上步驟創(chuàng)建好的 GUI 界面實(shí)現(xiàn)的功能有：選擇【Open】下的任何一張圖像；選擇Operations 下的子菜單中的任何一編碼計(jì)算并顯示原始圖像和解碼后圖像的大小、均方根誤差、壓縮比 cr 以及解碼后的圖像；關(guān)閉運(yùn)行的界面。要將計(jì)算好的均方根誤差 erms、壓縮比 cr、原始圖像和壓縮后圖像的大小在靜態(tài)文本中顯示出來時(shí)，除了用 set 命令，還得用命令 num2str將它們轉(zhuǎn)換為字符形式才能在靜態(tài)文本顯示。Operations 下的子菜單17RLE、huffman、DPCM、DCT、FFT、hadamard 、wavlet 、JEPG 對(duì)應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)行程編碼、線性預(yù)測(cè)編碼、變換編碼、小波編碼、JEPG 編碼。GUI039。菜單欄的整體排版如圖 23 所示： 圖 23 菜單欄安排圖運(yùn)行界面 GUIE，可得如圖 24 所示：圖 24 最終布置圖④ 在 M 文件中編寫對(duì)應(yīng)功能代碼。File_Callback39。③ 將各種編碼方法均設(shè)置在菜單欄上，可以使界面不會(huì)那么的凌亂，則打開 Menu Editer 窗口設(shè)計(jì)兩個(gè)菜單項(xiàng) File、Operations，其中 File 包含的子菜單有 Open 和 Exit，Operations 包含的子菜單有RLE、huffman、DPCM、DCT、FFT、hadamard 、wavlet 、JEPG。圖 21 GUI 模 板 設(shè) 置 界 面 圖在窗口 GUIE Quick Start 中，點(diǎn)擊 OK 就可以選擇一個(gè)空白的模板，將其保存為 同時(shí)生成了編寫功能所要用到 M 文件。5 總體設(shè)計(jì)在 matlab 環(huán)境中，GUI 是一種圖形窗口，其包含了許多種的對(duì)象并提供了集成了 GUI 所有支持控件的界面設(shè)計(jì)工具集——GUIE，成就了 GUI 方便高效的開發(fā)。對(duì)大小為 像素、灰度級(jí)為 256 的 people 圖像進(jìn)行 JEPG 編解碼結(jié)果如圖 20 所示：562?圖 20 JEPG 編解碼結(jié)果圖由圖 20 可得： =108， =65536，則壓縮比 cr= =，由此數(shù)據(jù)可得 JPEG 編碼和小1n2 12n波編碼一樣都有很高的壓縮比。編寫 matlab 程序時(shí)，除了用到 DCT 變換和 huffman 編碼所有的函數(shù)，如：blkproc 、dct2(x)、size、idct2(x) 、 DCHuffmanEncoding、round 等函數(shù)，還用到了 ZigZag 函數(shù)來分別對(duì) DC 系數(shù)和 AC 系數(shù)掃描和編碼以及矩陣系數(shù)替換等基本 matlab 編程語句。4 JPEG 部分壓縮算法的研究和實(shí)現(xiàn)融合了 DCT，Huffman 壓縮編碼方法和有高壓縮比 cr 的 JPEG 是一種有損/無損壓縮方法 [5]，其是聯(lián)合圖像專家組（Joint Photographic Expert Group）的簡稱 [6]。將基于 DCT 的變換編碼與小波編碼進(jìn)行比較總結(jié)出小波編碼的優(yōu)點(diǎn)，表 5 如下所示：表 5 FFT 和小波編碼運(yùn)行結(jié)果比較表編碼 原始圖像數(shù)據(jù)大?。? 壓縮后數(shù)據(jù)大小： 均方根誤 erms= 壓縮比 cr=基于 DCT 的變換編碼 65536 32768 基于 DCT 的變換編碼 65536 8192 小波編碼 65536 6 由上表可得：與 DCT 相比，小波編碼有更高的壓縮比，因?yàn)樾〔ň幋a去除了所有的相關(guān)性，這是14DCT 所不能達(dá)到的。這里是用不2n1n 12crn?同的閾值對(duì)各個(gè)子圖像的小波系數(shù)進(jìn)行舍取處理。其編解碼系統(tǒng)如圖 17 所示：原 始 圖 像 加 噪 圖 像 得 到 aar的 濾 波 器h 相關(guān)計(jì) 算 閾 值 去 噪 和 壓 縮 圖 像 重 構(gòu) 圖 像進(jìn) 行 小 波 分 解恢 復(fù) 圖 像圖 17 直接閾值編碼法的編解碼系統(tǒng)圖在這種方法中用 imnoise 函數(shù)對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行加噪，用 wfilters 函數(shù)得到 haar 濾波器的分解和重構(gòu)的濾波器，用 wavedec2 函數(shù)和得到的分解濾波器對(duì)加噪信號(hào)進(jìn)行 2 層二維的小波分解并得到分解結(jié)構(gòu)[c,s]，用 wdcbm2 函數(shù)得到閾值和保留的系數(shù)，用 wdencmp 對(duì)圖像進(jìn)行重構(gòu)。有多種方法可以得到閾值，既可以通過直接賦值，也可以通過函數(shù)來產(chǎn)生。例如：傅里葉（Fourier ）變換的局限性。這是因?yàn)閳D像的有用信息低頻信息大多在變換域的左上角，變換編碼只對(duì)該區(qū)域的變換進(jìn)行量化、編碼、傳輸，而丟棄那些沒用的高頻分量。將以上兩種變換編碼結(jié)果制作為一張表，表 4 如下所示：表 4 三種變換編碼結(jié)果匯總表壓縮比 cr= 變換編碼 原始圖像數(shù)據(jù)大小： 壓縮后數(shù)據(jù)大?。?均方根誤差 erms=基于 DCT 的變換編碼 65536 32768 基于 HT 的變換編碼 65536 32768 基于 DCT 的變換編碼基于 HT 的變換編碼655366553681928192由表 4 可得：在壓縮比相同的情況下（即丟棄的系數(shù)個(gè)數(shù)相同），DCT 的均方根誤差 erms 相對(duì)比較小，也就是 DCT 比 HT 有更強(qiáng)的信息集中能力。其運(yùn)行結(jié)果如圖 15 示：圖 15 進(jìn)行壓縮比為 的哈達(dá)瑪變換編解碼運(yùn)行結(jié)果圖設(shè)置壓縮比 cr= 對(duì)大小為 像素、灰度級(jí)為 256 的 lena 圖像進(jìn)行 8:1 的哈達(dá)瑪變換256?壓縮，截取一子圖像[8,8]數(shù)據(jù)分析其編碼，截取的數(shù)據(jù)如下：12經(jīng)過量化編碼的數(shù)據(jù)如下：由上可得：經(jīng)過量化編碼將 64 個(gè)變換系數(shù)中最小的 56 個(gè)變換系數(shù)變 0，而保留 8 個(gè)比較大的變換系數(shù)。編寫 matlab 程序時(shí)，先用 blkproc 和 hadamard 函數(shù)對(duì)圖像進(jìn)行分割為 個(gè)大小為??2568的子圖像進(jìn)行哈達(dá)瑪變換，則每一個(gè)子圖像中均有 64 個(gè)的傅里葉系數(shù)，再用 im2col 函數(shù)將8?的圖像塊排列成向量，根據(jù)設(shè)置的壓縮比 cr 確定要變零的系數(shù)個(gè)數(shù) snum 并將最小的 snum 個(gè)變化系數(shù)設(shè)置為 0，接著要 col2im 函數(shù)將向量重新排列成圖像塊以便圖像的復(fù)原，最后用 blkproc